Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химия. Практикум
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
Тихонов Г.П., Минаева И.А., Юдина Т.А.
ХИМИЯ
Практикум
Альтаир-МГАВТ
Москва 2016
УДК 54
Т-46
Тихонов Г.П., Минаева И.А., Юдина Т.А.Химия. Практикум. — М.:
Альтаир–МГАВТ, 2016. — 171 с.
В пособии приведено описание практических работ по курсу химии, вы-
полняемых студентами Московской государственной академии водного транс-
порта.
Практические работы охватывают основные разделы курса химии в соот-
ветствии с требованиями образовательных стандартов по направлениям подго-
товки ФГОС/ВО всех специальностей, реализуемых в МГАВТ.
Каждое практическое занятие включает краткие теоретические сведения,
примеры решения задач, задания для самостоятельного решения и подготовки к
предстоящему занятию.
Практикум предназначен для обучающихся различных направлений под-
готовки и специальностей МГАВТ, изучающих курс химии.
Практические занятия № 1–10 написаны к.х.н. Г.П. Тихоновым, № 11–
17 — к.т.н. И.А. Минаевой, № 18–19 — старшим преподавателем Т.А. Юдиной.
Рецензенты: д.т.н., профессор, зав кафедрой Техносферной безопасности
МГАВТ В.К. Новиков; к.т.н., доцент, доцент кафедры Физики В.А. Кузьмичева.
Рекомендовано к изданию Учебно–методическим советом МГАВТ.
Рассмотрено и рекомендовано к использованию в учебном процессе на
заседании кафедры техносферной безопасности МГАВТ (протокол № 3 от 10
ноября 2015 г.)
Ответственность за оформление содержание и передаваемых в печать
материалов несут авторы кафедры академии, выпускающие учебнометодические материалы.
© МГАВТ, 2016
© Тихонов Г.П., 2016
© Минаева И.А., 2016
© Юдина Т.А., 2016
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………9
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1 Основные понятия и основные законы
химии .......................................................................................................................... 12
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ............. 12
2. Теоретическая часть ........................................................................................ 12
2.1. Основные понятия .................................................................................... 12
2.2. Основные стехиометрические законы химии ....................................... 13
3. Литературные источники ............................................................................... 14
4. Порядок проведения занятия ......................................................................... 15
5. Задания на самостоятельную работу ............................................................. 15
6. Задачи для самостоятельного решения ......................................................... 15
7. Примеры решения задач ................................................................................. 16
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2 Использование основных положений
квантовой механики для определения положения химических элементов в
периодической системе Д. И. Менделеева .......................................................... 20
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ............. 20
2. Теоретическая часть ........................................................................................ 20
2.1 Основные положения квантовой механики. Метод атомных орбиталей
..................................................................................................................................... 20
2.2. Периодический закон и периодическая система химических
элементов .................................................................................................................... 21
3. Литературные источники ............................................................................... 22
4. Порядок проведения занятия. ........................................................................ 22
5. Задание на самостоятельную работу: ............................................................ 23
6. Задачи для самостоятельного решения ......................................................... 23
7. Примеры решения задач ................................................................................. 25
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 Типы химической связи в разных
соединениях .............................................................................................................. 30
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии: ............ 30
2. Теоретическая часть ........................................................................................ 30
2.1 Природа и виды химической связи ......................................................... 30
2.2 Теория валентных связей. Гибридизация орбиталей ............................ 30
Обычно атомы формируют химические связи за счет электронов разных
энергетических уровней.Гибридные орбитали при комбинации: одной s– и
одной р-орбитали расположены под углом 180º, одной s– и двух р-орбиталей
(три sp²–гибридных орбитали)- под углом 120º, одной s– и трех р–орбиталей
(sp³–гибридизация)- под углом 109º 28′. ................................................................. 31
2.3. Ионная связь, металлическая связь, водородная связь ........................ 31
3. Литературные источники ............................................................................... 32
4. Порядок проведения занятия ......................................................................... 32
5. Задания на самостоятельную работу ............................................................. 32
6. Задачи для самостоятельного решения ......................................................... 33
3
7. Примеры решения задач ................................................................................. 34
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4 Состав, строение и свойства
комплексных соединений ...................................................................................... 36
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ............. 36
2. Теоретическая часть ........................................................................................ 36
2.1 Определение и номенклатура комплексных соединений ..................... 36
2.2 Основные свойства комплексных соединений ...................................... 37
3. Литературные источники ............................................................................... 37
4. Порядок проведения занятия ......................................................................... 37
5. Задание на самостоятельную работу ............................................................. 38
6. Задачи для самостоятельного решения ......................................................... 38
7. Примеры решения задач ................................................................................. 39
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 Основные классы неорганических
соединений ................................................................................................................ 43
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии. ............ 43
2. Теоретическая часть ........................................................................................ 43
3. Литературные источники ............................................................................... 46
4. Порядок проведения занятия ......................................................................... 46
5. Задание на самостоятельную работу ............................................................. 46
6. Задачи для самостоятельного решения ......................................................... 46
7. Примеры решения задач ................................................................................. 49
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 Общие свойства металлов .................... 53
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ............. 53
2.Теоретическая часть ......................................................................................... 53
2.1 Основные способы получения металлов ................................................ 53
2.2 Физико–химические свойства металлов ................................................. 53
2.3 Твердые растворы. Интерметаллические соединения
(интерметаллиды) ...................................................................................................... 54
3. Литературные источники ............................................................................... 54
4. Порядок проведения занятия и зачета по работе ......................................... 54
5. Задание на самостоятельную работу ............................................................. 55
6. Задачи для самостоятельного решения ......................................................... 55
7. Примеры решения задач ................................................................................. 56
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7 Химические свойства металлов .......... 60
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ............. 60
2. Теоретическая часть ........................................................................................ 60
2.1 Химические свойства s-металлов ............................................................ 60
2.2 Химические свойства p-металлов............................................................ 60
2.3 Общие химические свойства d-металлов ............................................... 61
3. Литературные источники ............................................................................... 62
4. Порядок проведения занятия и зачета по работе ......................................... 62
5. Задание на самостоятельную работу ............................................................. 63
6. Задачи для самостоятельного решения ......................................................... 63
7. Примеры решения задач ................................................................................. 66
4
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 8 Химические свойства неметаллов ...... 69
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии. ............ 69
2. Теоретическая часть ........................................................................................ 69
2.1 Физико–химические свойства неметаллов ............................................. 69
3. Литературные источники ............................................................................... 72
4. Порядок проведения занятия ......................................................................... 72
5. Задание на самостоятельную работу ............................................................. 73
6. Задачи для самостоятельного решения ......................................................... 73
7. Примеры решения задач ................................................................................. 76
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 9 Классификация, состав и общие
свойства высокомолекулярных соединений .................................................... 80
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практических занятиях: ........... 80
2.Теоретическая часть ......................................................................................... 80
2.1 Высокомолекулярные соединения (полимеры) ..................................... 80
2.2 Синтез высокомолекулярных соединений ............................................. 80
3. Литературные источники ............................................................................... 81
4. Задание для самостоятельной работы ........................................................... 81
5. Задачи для самостоятельного решения. ........................................................ 82
6. Примеры решения задач ................................................................................. 84
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЯ № 10 Расчет основных термодинамических
параметров химических систем ........................................................................... 87
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ............ 87
2.Теоретическая часть ......................................................................................... 87
2.1 Тепловой (энергетический) эффект химической реакции .................... 88
2.2 Термохимические уравнения ................................................................... 88
2.3 Энтропия. Изменение энтропии в химическом процессе ..................... 89
2.4 Направление химических реакций. Энергия Гиббса ............................. 89
3. Литературные источники ............................................................................... 91
4. Задания на самостоятельную работу. ............................................................ 92
5. Задачи для самостоятельного решения. ........................................................ 92
6. Примеры решения задач ................................................................................. 95
7. Порядок проведения занятия ......................................................................... 99
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 11 Факторы, влияющие на скорость
реакции .................................................................................................................... 100
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии .......... 100
2. Теоретическая часть ...................................................................................... 100
2.1 Скорость химической реакции .............................................................. 100
2.2 Теория переходного состояния («активированный комплекс») ........ 101
2.3 Катализ ..................................................................................................... 101
3. Литературные источники ............................................................................. 102
4. Порядок проведения занятия ....................................................................... 102
5. Задания на самостоятельную работу ........................................................... 103
6. Задачи для самостоятельного решения ....................................................... 103
7. Примеры решения задач ............................................................................... 105
5
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 12 Факторы, влияющие на химическое
равновесие ............................................................................................................... 108
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ........... 108
2. Теоретическая часть ...................................................................................... 108
2.1 Химическое равновесие .......................................................................... 108
2.2 Принцип Ле Шателье .............................................................................. 109
2.4 Процесс образования (выпадения) осадков .......................................... 109
3. Литературные источники ............................................................................. 110
4. Порядок проведения занятия ....................................................................... 110
5. Задания на самостоятельную работу ........................................................... 111
6. Задачи для самостоятельного решения ....................................................... 111
7. Примеры решения задач ............................................................................... 112
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 13 Растворы. Способы выражения
концентрации растворов. Электролитическая диссоциация ...................... 116
1. Перечень вопросов, рассматриваемые на практическом занятии ............ 116
2.Теоретическая часть ....................................................................................... 116
2.1 Растворы. Способы выражения концентрации растворов. ................. 116
2.2 Свойства растворов неэлектролитов ..................................................... 117
2.4 Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электролиты .. 117
3. Литературные источники ............................................................................. 119
4. Порядок проведения занятия ....................................................................... 119
5. Задания на самостоятельную работу ........................................................... 119
6. Задачи для самостоятельного решения ....................................................... 119
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 14 Водные растворы ................................ 121
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ........... 121
2. Теоретическая часть ...................................................................................... 121
2.1 Вода. Ионное произведение воды. Водородный показатель среды (рН)
................................................................................................................................... 121
2.2 Гидролиз солей ........................................................................................ 122
2.3 Буферные растворы ................................................................................. 123
2.4 Жесткость воды ....................................................................................... 124
3. Литературные источники ............................................................................. 125
4. Порядок проведения занятия и зачета по работе ....................................... 125
5. Задание на самостоятельную работу ........................................................... 125
6. Задачи для самостоятельного решения ....................................................... 125
7. Примеры решения задач ............................................................................... 127
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 15 Окислительно–восстановительные
реакции. Основы электрохимии ........................................................................ 132
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ........... 132
2. Теоретическая часть ...................................................................................... 132
2.1 Окислительно–восстановительные реакции. Степень окисления.
Окислители и восстановители ............................................................................... 132
2.2.Электродные потенциалы.Уравнение Нернста. ................................... 133
2.3 Гальванические элементы. Электролиз ................................................ 134
6
2.4. Электрохимические методы анализа ................................................... 136
3. Литературные источники ............................................................................. 138
4. Порядок проведения занятия ....................................................................... 138
5. Задания на самостоятельную работу ........................................................... 138
6. Задачи для самостоятельного решения ....................................................... 139
7. Примеры решения задач ............................................................................... 140
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 16 Качественный анализ природных
объектов ................................................................................................................... 142
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ........... 142
2. Теоретическая часть ...................................................................................... 142
2.1 Основы качественного анализа .............................................................. 142
2.2 Групповые реактивы и качественные реакции .................................... 142
3. Литературные источники ............................................................................. 144
4. Порядок проведения занятия ....................................................................... 144
5. Задание на самостоятельную работу ........................................................... 144
6. Задачи для самостоятельного решения ....................................................... 144
7. Примеры решения задач ............................................................................... 145
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 17 Количественный анализ природных
объектов ................................................................................................................... 147
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ........... 147
2. Теоретическая часть ...................................................................................... 147
2.1 Химические методы количественного анализа.................................... 147
2.3 Титриметрический метод анализа ......................................................... 147
3. Литературные источники. ............................................................................ 149
4. Порядок проведения занятия ....................................................................... 149
5. Задания на самостоятельную работу: ......................................................... 150
6. Задачи для самостоятельного решения ....................................................... 150
7. Примеры решения задач ............................................................................... 151
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 18 Инструментальные (физико–
химические) методы анализа природных объектов ....................................... 156
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии ........... 156
2.Теоретическая часть ....................................................................................... 156
2.1 Аналитический сигнал и его виды ........................................................ 156
2.2 Оптические (спектрометрические) методы .......................................... 156
3. Литературные источники ............................................................................. 158
4. Порядок проведения занятия ....................................................................... 158
5. Задания на самостоятельную работу ........................................................... 158
6. Задачи для самостоятельного решения ....................................................... 158
7. Примеры решения задач ............................................................................... 159
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 19 Правила перевозки опасных грузов161
1. Перечень вопросов, рассматриваемых на практическом занятии: .......... 161
2.Теоретическая часть ....................................................................................... 161
2.1 Классификация грузов, перевозимых судами, по физико–химическим
свойствам .................................................................................................................. 161
7
2.3 Классификация и химические свойства наливных грузов .................. 163
2.4 Несовместимость химических грузов ................................................... 164
3. Литературные источники ............................................................................. 165
4. Задание на самостоятельную работу ........................................................... 165
5. Задачи для самостоятельного решения ....................................................... 165
6. Примеры решения задач ............................................................................... 167
7. Порядок проведения занятия и зачета по работе ....................................... 168
Список использованных источников ................................................................ 170
8
ВВЕДЕНИЕ
Преподаватель
Студент
Студент
Студент
В соответствии с требованиями Государственных образовательных стан-
дартов высшего профессионального образования третьего поколения по
направлениям водного транспорта, практические занятия являются обязательной частью учебной дисциплины «Химия», которую изучают студенты технических кафедр Академии.
Практические занятия при изучении дисциплины «Химия» преследуют
следующие основные цели:
- углубление теоретических знаний, полученных на лекциях;
- способность и готовность к самостоятельному изучению дисциплины;
- умение составлять уравнения химических реакций;
- умение использовать теоретические знания для решения задач по хи-
мии;
- способность применять полученные знания по химии при изучении
других дисциплин и практической деятельности после окончания ВУЗа.
Практические занятия по химии являются одним из методов формирова-
ния общекультурных и профессиональных компетенций, компетентностей конвекции ПДНВ–78 у студентов Академии.
При этом, важное значение имеет применение интерактивных форм, ме-
тодов и средств обучения. Интерактивный метод означает проведение практи-
ческих занятий в режиме беседы, диспута, диалога, полемики, дискуссии студентов друг с другом и с преподавателем, как показано на схеме:
лению деятельности студентов на достижение цели практического занятия.
проведения практических занятий, состоит в том, что, выполняя их, студенты
Задача преподавателя в этих интерактивных занятиях сводится к направ-
Важное отличие интерактивных упражнений и заданий, отобранных для
9
не только закрепляют изученный материал, но и вырабатывают новый подход
Код
Направление подготовки, специальность
Номера практических занятий
26.03.01
Управление водным транспортом и гидрографическое обес-
печение судоходства
2, 3, 5, 8, 9, 11, 12,
13, 15
26.03.02
Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов
морской инфраструктуры, профиль «Кораблестроение»
1,6, 7, 8, 9, 13, 14,
15, 19
08.03.01
Строительство, профиль «Гидротехническое строительство»
2, 3, 6, 7, 8, 9, 13,
14, 15
23.03.03
Эксплуатация транспортно-технологических машин и ком-
плексов, профиль «Техническая экспертиза, страхование и
сертификация погрузочно-разгрузочных, транспортных и
складских систем»
1, 2, 3, 4, 5, 9, 17,
18, 19
09.03.02
Информационные системы и технологии
1, 2, 3, 5, 6, 8, 10,
11, 12
по самостоятельному его освоению.
Организация проведения практического занятия по дисциплине Химия со
студентами, требует значительной предварительной подготовки.
В ходе проведения практических занятий необходимо использовать такие
формы работы, как проведение дискуссий, изучение и закрепление нового ма-
териала, интерактивный подход "каждой учит каждого", групповую работу при
решении профильных, по данной дисциплине, задач, разбор проблемных ситу-
аций, использование других форм и методов развития творческой деятельности
будущего специалиста водного транспорта.
Для достижения наибольшей эффективности выполнения практических
занятий студентами преподаватель заранее выдает им задание для самостоятельного изучения материала по теме практического задания, предлагается пе-
речень вопросов и задач по подготовке к практическому занятию, приводятся
требования по его защите.
В учебном пособии каждому практическому занятию предшествует тео-
ретическая часть, что позволяет студентам вспомнить информацию, получен-
ную на лекции, и упрощает выполнение заданий.
Кроме того, в каждом разделе приводятся примеры решения задач, что
облегчает студентам решение контрольных задач, предложенных преподавателем.
Практические занятия по дисциплине Химия предполагают также ориентацию на профессиональные аспекты будущей деятельности учащихся, в связи
чем предусмотрено избирательное проведение занятий. Для студентов разных
направлений подготовки рекомендуются следующие практические занятия:
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]